潘书恒 程萍

摘要： 从热力学角度分析C与SiO2反应生成CO而非CO2的原因;指出在实际生产温度下，Si和SiO2均呈液态，理论上不应引用298K时的生成焓与标准熵;计算了2200K时反应的热力学函数，并进一步讨论了298～2500K温度范围内反应焓变与熵变对298K时相应数值的偏离情况，绘制了较精确的ΔrGθm-T图;发现对于C与SiO2的反应而言，在此温度范围内，热力学函数对298K时相应数值的偏离程度较小。

关键词： C与SiO2反应; 非常温反应; 物态变化; 热力学分析

文章编号： 1005-6629（2021）02-0091-08

中图分类号： G633.8

文献标识码： A

1  问题的提出

在高中元素化合物知识的学习中，学生常常会对一些化学反应产生疑惑，其中一例便是： 为什么C与SiO2反应得到的产物是CO，而不是CO2？对于这一问题，如果教师以“实验事实就是如此”回应学生，将不利于学生探究与质疑精神的发展，甚至可能给学生留下“化学反应不讲理，需要死记硬背”的不良印象。从热力学角度对该反应展开讨论，分析C与SiO2反应生成CO的原因，同时分析不同温度下反应的焓变与熵变对298K时相应数据的偏离情况，可为从热力学角度研究非常温反应，尤其是物质的物态与298K时不同的反应，提供一种思路。

2  C与SiO2的反应

对于C与SiO2反应为什么生成CO这一问题，有些教师一般解释为： 由于实际生产中C是过量的，即使反应生成了CO2，后者在高温下也会进一步与C反应，最终生成CO。这样的解释乍一看很合理，然而可能會引起学生这样的认识： 如果是少量C与过量SiO2反应，应该就能生成CO2。实际情况真是如此吗？

2.1  C与SiO2反……